[发明专利]用氨基化锂引发剂连续合成经改性的二烯弹性体的方法

说明书

本发明涉及连续合成经改性的二烯弹性体的方法，所述经改性的二烯弹性体包括至少一个直接连接至弹性体链的硅原子，所述方法包括：a)通过n个串联设置的反应器r1至rn的聚合阶段，所述反应器设置有内搅拌系统并且假设为完全搅拌，n从2至15变化，优选为2至9，向反应器r1供应输入溶液，所述输入溶液包括溶剂、一种或多种单体、选自氨基化锂的阴离子聚合引发剂和极性剂，第一反应器中的质量转化率C1小于70％，在反应器rn的输出端的总质量转化率Cn不低于70％；b)通过官能化剂、偶联剂或星形支化剂改性在前一阶段中获得的活性二烯弹性体的阶段。

技术领域

本发明涉及通过多个串联的反应器连续合成经改性的二烯弹性体的方法，所述方法能够在用氨基化锂引发的情况下在弹性体中获得高含量的除了引发剂提供的官能团之外的官能团。

背景技术

由于节约燃料和需要保护环境已经变得优先考虑，因此需要生产具有良好机械性质和尽可能低的滞后性的聚合物，从而能够以可以用于制造涉及轮胎外胎组成的各种半成品(例如底层、在不同特性的橡胶之间的结合橡胶、用于金属或织物增强元件的涂层橡胶、胎侧橡胶或胎面)的橡胶组合物的形式使用它们，并且获得具有改进的性质(特别是具有降低的滚动阻力)的轮胎。

混合物滞后性的降低是轮胎工业的一个持续的目标，目的是限制燃料消耗从而保护环境。

为了实现降低滞后性的目标，已经试验了许多解决方案。可特别提及在聚合结束时通过官能化剂、偶联剂或星形支化剂改性二烯聚合物和共聚物的结构，目的是获得由此改性的聚合物和填料(无论其为炭黑还是增强无机填料)之间的良好的相互作用。也可提及使用具有与填料相互作用的官能团的官能引发剂。

作为该现有技术的示例，可提及使用通过烷氧基硅烷化合物和胺化合物官能化的二烯弹性体。

可提及专利JP4655706B2，其中提出用带有胺官能团的烷氧基硅烷型化合物对活性链端进行官能化并且用胺官能的烷基锂引发，目的为最小化滞后性。以同样的方式，在专利申请US20120245275A1中提出用带有胺官能团的烷氧基硅烷型化合物对活性链端进行官能化并且用氨基化锂引发，但也可以用乙烯基氨基硅烷型官能单体引发。最后，在专利申请WO2015063161A1、WO2015044225A1、WO2015018772A1和WO2015018600A1中提出用氨基化锂引发并且使活性链端与带有与二氧化硅有亲和力的不同基团的烷氧基硅烷型化合物反应。

如上所述，使用具有与二氧化硅相互作用的基团的官能引发剂(例如胺官能的烷基锂或氨基化锂)有利于降低滚动阻力，同时降低与自由链端有关的能量的耗散。因此能够在工业规模上在合成弹性体的竞争过程中使用它们似乎是有利的。

本领域技术人员已知连续合成过程比间歇合成过程更具有竞争力，因为间歇合成过程需要频繁停机和重启。虽然在间歇过程中使用氨基化锂型引发剂会导致同时获得高单体转化率(大于85％)和高含量(大于或等于90％)的C^-Li⁺形式的活性聚合物链，但在反应器中的常规连续过程的情况下，高单体转化率(大于85％)与低含量的活性聚合物链有关，并且因此与低含量的可官能化的链(小于60％)有关，高含量的活性并且可官能化的聚合物链(大于或等于90％)与低单体转化率(小于70％)有关。

发明内容

因此本发明的目的为寻找一种连续合成方法，使得能够在用氨基化锂引发的情况下在聚合阶段结束时同时获得高单体转化率(大于70重量％)和高含量的活性聚合物链(大于或等于90数量％)以及高含量的可官能化的聚合物链。在聚合阶段结束时，为了能够根据需要官能化、偶联或星形支化聚合物链，需要高含量的活性聚合物。

本发明人如今已惊人地发现，本发明的目的可以通过包括多个串联的反应器的连续合成方法实现，第一反应器中的重量转化率小于70％，聚合连续进行使得最终反应器的出口处的总重量转化率大于70％。